Calcular a sombra de um edifício – a sombra de uma casa no mapa

O prédio novo do vizinho vai fazer sombra no meu quintal no inverno? Até onde chega a sombra de um bloco de três andares à tarde, e quantas horas de sol o terraço vai ter depois da ampliação? Perguntas assim aparecem em toda obra, e as respostas de sempre são “pergunte a um arquiteto” ou “faça um modelo 3D”. Esta ferramenta responde no mapa em um minuto. Aproxime o mapa do edifício e escolha-o no mapa, o que traz o contorno e, quando o OpenStreetMap tem, a altura, ou clique você mesmo nos vértices; um prédio planejado que ainda não existe é desenhado da mesma forma. Digite a altura até o topo do telhado, escolha uma data e arraste o controle de horário: a área escura é a sombra projetada naquele momento, e contornos azuis finos mostram onde a sombra fica a cada hora cheia do dia, para você ver como ela varre os terrenos vizinhos da manhã à noite. Adicione mais edifícios para ver como as sombras se somam. Depois mude o clique para “marca o ponto para as horas de sol” e clique num lugar do quintal, do terraço ou numa janela, e informe a altura dele acima do solo se for uma varanda ou um painel solar. O painel conta os minutos de sol direto que chegam a esse ponto entre o nascer e o pôr do sol, lista os horários em que ele fica na sombra, e uma tabela compara o dia escolhido com 21 de março, 21 de junho e 21 de dezembro, os dias que os projetistas usam para o equinócio, o solstício de verão e o de inverno (no hemisfério norte). Os edifícios, a data e o ponto ficam guardados no link para compartilhar, e as sombras podem ser baixadas em GeoJSON ou KML para o QGIS, o Google Earth ou um desenho de projeto.

Como usar

1. Busque a sua cidade, aproxime o mapa do edifício e escolha-o no mapa ou clique nos vértices um a um.
2. Digite a altura do edifício até o topo do telhado, em metros ou pés; adicione mais edifícios com “Novo edifício”.
3. Escolha uma data e arraste o controle de horário para ver a sombra; os contornos azuis mostram a sombra a cada hora cheia.
4. Escolha “marca o ponto para as horas de sol” e clique no quintal, no terraço ou na janela para contar as horas de sol direto.
5. Copie o link para compartilhar ou baixe os edifícios e as sombras em GeoJSON ou KML.

Qual é a precisão?

Como a sombra é calculada

A altura e a direção do sol vêm das equações solares da NOAA, as mesmas da calculadora da posição do sol, que coincidem com uma efeméride astronômica a cerca de 0,015°. Cada edifício é tratado como um bloco de topo plano na altura informada: cada vértice do telhado projeta a sua sombra a uma distância igual à altura dividida pela tangente da altura do sol, no sentido oposto ao sol, e a sombra é a área varrida pelo contorno entre o chão e o telhado. As partes são unidas num único contorno exato, de modo que uma casa em L mantém o canto interno em vez de virar uma caixa. Um prédio de 10 m com o sol a 30° projeta uma sombra de 17,3 m; a 15° ela tem 37,3 m, e a 5°, mais de 114 m.

Como as horas de sol num ponto são contadas

Para cada minuto do dia entre o nascer e o pôr do sol, a ferramenta verifica se a linha que vai do seu ponto em direção ao sol atravessa algum dos edifícios, levando em conta a altura do ponto. O resultado é o número de minutos de sol direto que os edifícios desenhados deixam passar, e os horários de sombra. As posições são calculadas num plano local plano em torno dos edifícios, sobre o elipsoide WGS84, com precisão de bem menos de um centímetro em cem metros.

O que o cálculo deixa de fora

O terreno é considerado plano e nivelado. Numa encosta que desce no sentido oposto ao sol, as sombras ficam mais longas; numa que sobe em direção a ele, mais curtas. Árvores, cercas vivas, muros, morros e qualquer edifício que você não desenhou são ignorados, assim como a forma do telhado: um telhado inclinado projeta uma sombra um pouco mais curta que um telhado plano na altura da cumeeira, então usar a altura da cumeeira erra para o lado seguro. As nuvens e o horizonte real decidem se o sol de fato brilha.

Bom saber

As alturas do OpenStreetMap muitas vezes são estimativas

Quando você escolhe um edifício no mapa, a altura vem do OpenStreetMap. Alguns edifícios estão mapeados com a altura medida, muitos só com o número de andares, convertido a cerca de 3 m por andar, e muitos sem nada, e nesse caso o mapa usa um valor padrão de poucos metros. Confira a altura no projeto, no alvará de construção ou simplesmente contando os andares, e digite o valor real. Os contornos do mapa também podem estar simplificados ou um pouco desatualizados.

Sombras muito longas perto do nascer e do pôr do sol

Com o sol poucos graus acima do horizonte, as sombras se estendem por centenas de metros, e na prática o sol baixo costuma ser bloqueado por outra coisa muito antes de a sombra terminar. Os contornos de hora em hora começam quando o sol está a 2° de altura, e a sombra no horário escolhido é cortada em 3 km. Para questões de projeto, o que mais importa são as horas perto do meio-dia e os meses de inverno.

Não é uma avaliação jurídica

As regras sobre quanta sombra um prédio novo pode fazer no vizinho variam de país para país e de município para município, e muitas vezes dependem dos recuos em relação à divisa, e não de horas de sol. Esta ferramenta mostra a geometria, não se uma obra é permitida. Consulte a prefeitura ou o órgão de licenciamento local e use as sombras baixadas como ponto de partida para essa conversa.

Horário de verão e fuso horário

Os horários são mostrados no fuso horário local do edifício, com horário de verão onde ele existe, então a sombra das 15h em julho é a sombra das 15h nos relógios de lá. O meio-dia solar, quando as sombras são mais curtas e apontam exatamente para o norte (no hemisfério sul, para o sul), cai por volta das 13h ou depois no verão na maior parte da Europa.